Informationsverarbeitung I Grundlagen

3.7. Datenkompression
Wird bei den Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur gezielt Redundanz eingeführt, so
sollen die Verfahren der Datenkompression Redundanz reduzieren, etwa um Speicherplatz
einzusparen oder die Dauer einer Datenübertragung zu verkürzen.
Grundlage der Datenkompression bildet dabei die Beobachtung, dass verschiedene Werte nur
selten gleich häufig gebraucht werden (z. B. kommt in deutschen Texten das „E” wesentlich
häufiger vor als das „Y”). Diese Beobachtung kann ausgenutzt werden, indem häufiger
vorkommende „Zeichen” durch kürzere Bitfolgen dargestellt werden als seltenere Zeichen
(mit dieser Maßnahme allein kann z. B. bei deutschen Texten eine Reduktion des benötigten
Speicherplatzes um ca. 30% erreicht werden).
Aufwändigere Verfahren, die noch bessere Ergebnisse liefern, berücksichtigen darüber hinaus
Abhängigkeiten zwischen verschiedenen „Zeichen” (so kann z. B. angenommen werden, dass
in den Worten der deutschen Sprache auf jedes „Q” ein „U” folgt; Bilder besitzen häufig
größere, mit einer Farbe eingefärbte Flächen, sodass ein Bildpunkt weitaus häufiger mit der
Farbe eines Nachbarpunktes eingefärbt ist als mit einer anderen Farbe). Extrem hohe
Kompressionsraten kann man in Spezialfällen erreichen, in denen das „Original” nicht exakt
rekonstruierbar, sondern lediglich erkennbar bleiben muss (z. B. bei Bildern oder
Schallwellen); höhere Datenkompressionsraten bedingen in diesen Fällen jedoch immer einen
stärkeren Qualitätsverlust zum Original. Kann man das Original wieder vollständig herstellen
spricht man von verlustfreier Kompression, ansonsten von verlustbehafteter Kompression.
Komprimierte Daten sind zur Durchführung von Be- und Verarbeitungsoperationen allerdings
ungeeignet. Vor Be- und Verarbeitungsschritten sind diese Daten daher wieder zu
dekomprimieren.
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